Perfluorkautschuk-Dichtungsscheiben zeichnen sich durch hohe Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit aus und finden breite Anwendung in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Waffen- und Schiffbau sowie Petrochemie. Die Dichtleistung von Perfluorkautschuk-Dichtungsscheiben wurde bisher nicht systematisch bewertet. Daher wird eine Methode zur Montage-Simulation und Dichtleistungsanalyse von Perfluorkautschuk-Dichtungsscheiben bei unterschiedlichen Temperaturen vorgeschlagen, mit einem mehrskaligen Analyse-Rahmen vom makroskopischen Montagesimulation bis zur mikroskopischen Berechnung der Kontaktleckrate, Erstellung eines hyperelastischen konstitutiven Modells für perfluorierte Ether-Kautschuke unter verschiedenen Temperaturbedingungen, Simulation der makroskopischen Spannungs-Deformation der Dichtungsscheiben und Aufbau eines mikroskopischen Kontaktmodells der Dichtfläche zur Lösung mikroskopischer Leckkanäle. Basierend auf der Fluidbewegungssimulation in Mikrokänalen wird eine präzise Berechnung der Leckrate der Perfluordichtungen realisiert, wobei systematisch der Einfluss von Temperatur, Rauheit und Kompressionsmenge auf die Dichtleistung untersucht wird. Ein Luftdichtheitsprüfstand wurde aufgebaut, um die Leckrate der Perfluordichtungen experimentell zu testen und die Zuverlässigkeit sowie Genauigkeit der vorgeschlagenen Simulationsmethode zu verifizieren. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass sowohl hohe als auch niedrige Temperaturen die Dichtleistung der Perfluordichtungen verschlechtern, wobei der Einfluss von Niedertemperaturumgebungen signifikanter ist.

Perfluorkautschuk-Dichtungsscheiben; hyperelastisches konstitutives Modell; Randelementmethode; numerische Strömungsmechanik; Leckrate